基于电功率图形化方法的液压系统运行状态监测

发布时间：2017-08-23 21:41

  本文关键词：基于电功率图形化方法的液压系统运行状态监测

  更多相关文章： 液压系统 状态监测 电功率李萨如图 故障预警 工况识别

【摘要】：三相电机驱动的液压系统由于其独特的优点而被广泛的应用在冶金、煤炭、油气开采、车辆、船舶、航空航天以及工业制造等各个领域中。随着机电一体化技术的发展,机电液系统越来越复杂,传递的功率越来越大,系统运行的可靠性越来越重要。实时掌握机电液系统的运行状态及故障情况对保证安全生产以及提高经济效益至关重要。在油气钻探与抽采、隧道施工以及钢铁轧制等施工过程中,由于作用对象的材质和力学性能的不确定性,使得设备的运行工况不断变化,常常由于不能及时发现设备运行工况的突变,而造成生产事故时有发生,因此设备运行工况的监测与识别对于保证设备安全可靠运行十分必要;此外,设备运行状态的实时监测对于实现自动化施工以及系统的节能控制具有重要意义。在机电液耦合机理的指导下,本文通过实时检测电机定子侧三相电压、电流信号,并将对应相的电压、电流在二维平面内融合形成电功率李萨如图,通过对李萨如图形特征参数监测实现了对液压系统运行状态的实时监测。论文的主要研究工作如下:首先,在机电液系统耦合理论的指导下,从理论方面分析了液压系统运行状态参数耦合到电机三相电参量信号中的机理,为电功率图形化液压系统运行状态监测系统的开发奠定了理论基础。其次,结合李萨如图融合原理以及正弦电路电功率理论分析了有功和无功李萨如图形特征所表征的物理意义,并在分析了电机定子侧电信号频谱特征的基础上,探究了原始李萨如图相对基频李萨如图畸变的原因。然后,基于虚拟仪器平台开发了液压系统的监测程序,实现了三相电信号的在线采集、原始电信号基频成分提取、有功、无功李萨如图在线融合以及李萨如图形及其特征参数的实时在线显示,完成了基于电参量图形化状态监测系统的总体设计。最后,在液压动力系统多源信息融合实验台上,实验验证了基于电参量图形化液压系统状态监测方法在液压系统工况识别和故障预警中的可行性,提出了通过α-β轴电流融合的方法实现液压系统故障识别。
【关键词】：液压系统 状态监测 电功率李萨如图 故障预警 工况识别
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 液压系统状态监测国内外研究现状10-12
• 1.3 电流分析法12-13
• 1.4 信号处理方法研究现状13-16
• 1.5 论文主要研究内容16-17
• 2 基于电功率李萨如图形状态监测理论17-32
• 2.1 机电液系统耦合机理17-18
• 2.2 电功率李萨如图融合原理18-22
• 2.2.1 正弦电功率理论18-20
• 2.2.2 李萨如图原理20-22
• 2.2.3 电功率李萨如图22
• 2.3 电功率李萨如图形特征分析22-24
• 2.4 电信号时域和频域分析24-31
• 2.4.1 电信号频率成分分析25-27
• 2.4.2 谐波分量对李萨如图的影响27-30
• 2.4.3 间谐波对李萨如图的影响30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 电信号基频成分提取32-41
• 3.1 基频信号的提取方法32
• 3.2 电信号EMD分解32-40
• 3.2.1 经验模态分解（EMD）原理32-38
• 3.2.2 电流信号EMD分解38-39
• 3.2.3 电压信号EMD分解39-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 电功率李萨如图在虚拟仪器中的实现41-53
• 4.1 硬件平台41-46
• 4.1.1 电压、电流传感器42-43
• 4.1.2 研华PCI-1711多功能数据采集卡43-44
• 4.1.3 研华PCLD-8710接线端子板44-46
• 4.2 软件平台46
• 4.3 离散电信号李萨如图融合算法46-49
• 4.3.1 无功李萨如图46
• 4.3.2 有功李萨如图46-48
• 4.3.3 李萨如图形参数计算48-49
• 4.4 电功率李萨如图在线显示模块开发49-52
• 4.4.1 电信号EMD分解程序49-51
• 4.4.2 李萨如图在线显示程序51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 基于电参量图形化的液压系统运行状态识别及实验53-67
• 5.1 实验台组成53-54
• 5.2 实验方案及实验参数54-55
• 5.2.1 实验方案54
• 5.2.2 实验参数54-55
• 5.3 液压系统运行工况识别55-57
• 5.4 液压系统故障预警实验57-61
• 5.4.1 系统故障预警原理分析58-59
• 5.4.2 系统故障预警实验分析59-61
• 5.5 系统典型故障识别61-66
• 5.5.1 典型故障识别原理61-64
• 5.5.2 匝间短路故障实验分析64-65
• 5.5.3 转子不对中故障实验分析65-66
• 5.6 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 论文创新点68
• 6.3 进一步研究工作的展望68-69
• 参考文献69-76
• 致谢76-77
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文77

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本文编号：727507